[发明专利]量子芯片的性能测试方法、装置及量子计算机系统

权利要求书

1.一种量子芯片的性能测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

提供一量子芯片，所述量子芯片上n个量子比特均处于初态；

设置不同数值的m，并在不同数值的m下执行将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上并获取每个所述操作序列的保真度，其中，n≥2，且每个所述操作序列均包括依次执行的m个单比特Clifford门以及一个逆操作，所述逆操作为所在所述操作序列中的所述m个单比特Clifford门的逆；

基于每个所述操作序列的保真度与m的关系，获取每个操作序列中的与单比特Clifford门的保真度相关的参数；

基于每个与所述单比特Clifford门的保真度相关的参数与单比特Clifford门的平均保真度的关系，获取每个操作序列中的所有所述单比特Clifford门的平均保真度；

基于所述单比特Clifford门的平均保真度表征所述量子芯片的性能。

2.如权利要求1所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，所述将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上并获取每个所述操作序列的保真度，包括：

重复执行所述将n个操作序列同时分别作用于所述n个量子比特上，并获取每次执行后每个所述操作序列的子保真度，基于多次执行获取的所述子保真度的平均值获取每个所述操作序列的保真度。

3.如权利要求1所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，每个所述操作序列的生成方法包括：

在单比特Clifford群中可重复地随机选取m个所述单比特Clifford门构成一子操作序列；

获取所述子操作序列的等效操作；

获取所述等效操作的逆；

将所述子操作序列与所述等效操作的逆组成一个所述操作序列。

4.如权利要求1所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，所述基于每个所述操作序列的保真度与m的关系，获取每个操作序列中的与单比特Clifford门的保真度相关的参数，包括：

通过对每个所述操作序列的保真度与m的关系进行拟合，得到每个所述操作序列的保真度与m的关系均满足第一公式：

y＝A×p^m+B

其中，y为所述操作序列的保真度，A为与态制备保真度相关的参数，B为与测量保真度相关的参数，p为与所述单比特Clifford门的保真度相关的参数；

基于所述第一公式获取每个操作序列中所述与单比特Clifford门的保真度相关的参数p。

5.如权利要求4所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，所述基于每个与所述单比特Clifford门的保真度相关的参数与单比特Clifford门的平均保真度的关系，获取每个操作序列中的所有所述单比特Clifford门的平均保真度，包括：

每个与所述单比特Clifford门的保真度相关的参数与所述单比特Clifford门的平均保真度的关系满足第二公式：

其中，F为每个操作序列中的所有所述单比特Clifford门的平均保真度，n为所述量子比特的数量，p为所述与单比特Clifford门的保真度相关的参数；

基于所述第二公式获取每个操作序列中的所有所述单比特Clifford门的平均保真度。

6.如权利要求1所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，每个所述量子比特的初态均制备在|0态。

7.如权利要求6所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，所述获取每个所述操作序列的保真度，包括：

测量每个所述量子比特处于|0态的概率，每个所述概率作为相应的所述操作序列的保真度。

8.如权利要求1所述的量子芯片的性能测试方法，其特征在于，所述n的数值为2。